低功耗藍芽的體系結構比較簡單,從下到上分別為控制器、主機和應用層。
控制器主要包含物理層、直接測試模式、鏈路層和主機控制介面(hci)的下半部分,能夠收發無線電訊號,並將這些無線電訊號翻譯成帶資訊的資料報。
主機通常為協議棧,管理裝置間如何通訊以及如何提供服務。包含主機控制機介面的上半部分、邏輯鏈路控制和適配協議、屬性協議、安全管理器、通用屬性規範和通用訪問規範。
應用層就是我們嵌入式開發人員所做的各種應用。
下面概述下各個模組的功能,在以後的章節中會詳細介紹各個模組的具體功能和實現。
物理層
物理層採用2,4gh在無線電,完成接收和傳輸的工作。無線電傳輸資訊主要是通過調製和解調來實現的,通過將0和1調製成不同的波形,傳送出去,在接收端收到無線電訊號後解調,就完成了資訊的傳輸。當然,物理層還會包含濾波、放大等一系列的操作,但對於嵌入式軟體工程師來說,可以將這一部分當做乙個黑盒子,只要知道物理層是用來收發資料的就可以。
低功耗藍芽技術中,將2.4ghz劃分為40個rf通道,每個通道的寬度為2mhz。物理層每微妙傳輸1bit的資料。
直接測試模式
直接測試模式是一種測試物理層的新方法。它允許測試者控制物理層傳送和接收一系列的資料報,而後測試者分析接收到的資料報,可以判斷出物理層是否遵循rf規範。
鏈路層
鏈路層是低功耗藍芽體系中最複雜的部分。它負責廣播、掃瞄、連線的建立和保持。確保資料按正確的方式組織,正確的計算校驗值和加密序列等。鏈路層有兩種通道和兩種報文。
通道分為廣播通道和資料通道,報文分為廣播包和資料報。
廣播通道有3個,裝置利用該通道進行廣播,並且掃瞄和發起連線。資料通道有37個,由乙個自適用調頻引擎控制以實現魯棒性。
無論廣播包還是資料報,都是小包,這有助於降低功耗。廣播包和資料報的基本格式均相同。
可以傳送的最短的報文是空報文,總共80bit,時長為80us。
主機/控制器介面
主機/控制器介面提供了主機和控制器之間通訊的標準介面。它允許主機將命令和資料傳送給控制器,也允許控制器將事件和資料傳送給主機。
主機/控制器介面實際上分為物理介面和邏輯介面。邏輯介面主要定義事件和名利以及相關的行為,而物理介面指的就是usb、uart、sdio的介面。
另外,主機/控制器介面會將資料分割和重組。
邏輯鏈路控制和適配協議
l2cap是低功耗藍芽的復用層,它定義裡兩個基本的概念:l2cap通道和l2cap信令。
低功耗藍芽中只使用固定通道:乙個用於信令通道,乙個用於屬性協議,乙個用於安全管理器。
安全管理器協議
定義了配對和密匙分發協議。配對完成後,雙方就儲存了密匙,當兩台裝置下次重連時,可以迅速的認證彼此的身份。
屬性協議
定義了訪問對端裝置資料的一組規則。所有的資料都儲存在屬性伺服器的屬性裡,供客戶端執行讀寫操作。
屬性是被編址並被打上標籤的一小塊資料。每個屬性包含乙個唯一的控制代碼、乙個表示儲存資料的型別以及乙個值。
屬性協議定義了6中型別的資訊:
客戶端到伺服器的請求;
伺服器對客戶端請求的應答;
客戶定對伺服器的命令;
伺服器到客戶端的通知;
伺服器到客戶端的指示;
客戶端對伺服器指示的應答;
通用屬性規範
gatt位於屬性協議之上,定義了屬性的型別和使用方法。通用屬性規範引入了一些概念,包括「特性」、「服務」、服務之間的包含關係、特性描述符等。它還定義了一些規程,用來發現服務、特性、服務之間的關係,以及用來讀取和寫入特性值。
服務之間的關係是的低功耗藍芽體系具有巨大的靈活性和活力。
通用訪問規範
gap定義了裝置如何發現、連線。它還定義裝置之間如何建立長久的聯絡——繫結。規範定義了裝置如何實現可發現、可連線和可繫結。
低功耗藍芽簡述
低功耗藍芽 ble 在功耗問題上大大區別於其舊版本 bt 1.0,基本位元速率,1mbps bt 2.0,增強位元速率,3mbps bt 3.0,交替射頻,24mbps bt 4.0,相容低功耗模式,ble 物理層1mbps 經典藍芽 bt 4.2 有意義的低功耗設計通常會應用在電池供電的場合,低功...
低功耗藍芽的基礎
本文譯至 翻譯說明 因為該 主要是關於裝置上應用開發的,這個不是很感興趣,所以僅僅翻譯了最開始的這部分。您好,我是共同開發部的開發負責人伊藤。我們公司的共同開發部門和其他許多公司一樣,在ios,安卓,windows手機和windows 8等多種平台上開發出各種各樣的應用程式。bluetooth lo...
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2 高成本效益與相容性 為了相容傳統藍芽技術並實現小型電池供電裝置的成本效益,有兩種晶元組可供選擇 具備低功耗藍芽技術與傳統藍芽功能的雙模技術。以低成本與低功耗為主的專為小型電池供電裝置優化的純低功耗藍芽技術 3 穩定性 安全性與可靠性 低功耗藍芽技術使用與傳統藍芽技術相同的自適應跳頻 afh 技術...